Les étoiles à neutrons sont des étoiles mourantes qui sont apparemment «hors du tableau» dans presque toutes les catégories. Ils tournent également très vite, environ 700 fois par seconde. Et selon une nouvelle étude, les étoiles à neutrons ont une autre qualité presque de super-héros: la surface extérieure de ces étoiles effondrées est probablement 10 milliards de fois plus résistante que l'acier ou tout autre alliage le plus solide de la Terre.
Les étoiles à neutrons sont des étoiles massives présentant une gravité extrême. Ils se sont effondrés vers l'intérieur une fois que leurs noyaux ont cessé la fusion nucléaire et la production d'énergie. Les seules choses plus denses sont les trous noirs.
Les scientifiques veulent comprendre la structure des étoiles à neutrons, en partie parce que des irrégularités de surface ou des montagnes dans la croûte pourraient irradier des ondes gravitationnelles et, à leur tour, créer des ondulations dans l'espace-temps. Comprendre à quelle hauteur une montagne pourrait devenir avant de s'effondrer sous l'effet de la gravité de l'étoile à neutrons, ou estimer la tension de rupture de la croûte, a également des implications pour mieux comprendre les tremblements d'étoiles ou les éruptions géantes magnétariennes.
Charles Horowitz, professeur à l'Université de l'Indiana, a effectué plusieurs simulations informatiques de dynamique moléculaire à grande échelle et a déterminé que la croûte des étoiles à neutrons était extrêmement forte.
"Nous avons modélisé une petite région de la croûte d'étoiles à neutrons en suivant les mouvements individuels de jusqu'à 12 millions de particules", a déclaré Horowitz à propos des travaux menés par le biais du Centre de théorie nucléaire d'IU au bureau du vice-prévôt pour la recherche. "Nous avons ensuite calculé comment la croûte se déforme et finit par se rompre sous le poids extrême d'une étoile à neutrons."
Réalisées sur un grand groupe d'ordinateurs au Laboratoire national de Los Alamos et construites sur des versions plus petites créées sur du matériel informatique de dynamique moléculaire à UI, les simulations ont identifié une croûte d'étoiles à neutrons qui dépassait de loin la résistance de tout matériau connu sur terre.
La croûte pourrait être si forte qu'elle pourrait provoquer des ondes gravitationnelles qui pourraient non seulement limiter les périodes de rotation de certaines étoiles, mais qui pourraient également être détectées par des télescopes à haute résolution appelés interféromètres, selon la modélisation.
"La taille maximale possible de ces montagnes dépend de la tension de rupture de la croûte des étoiles à neutrons", a déclaré Horowitz. "La grande contrainte de rupture que nous trouvons devrait soutenir les montagnes sur des étoiles à neutrons en rotation rapide suffisamment grandes pour rayonner efficacement les ondes gravitationnelles."
En raison de la pression intense trouvée sur les étoiles à neutrons, les défauts structurels et les impuretés qui affaiblissent des choses comme les roches et l'acier sont moins susceptibles de déformer les cristaux qui se forment pendant la nucléosynthèse qui se produit pour former une croûte d'étoiles à neutrons. Serrée ensemble par la force gravitationnelle, la croûte peut résister à une tension de rupture de 10 milliards de fois la pression qu'il faudrait pour casser l'acier.
La recherche paraîtra le vendredi 8 mai dans Physical Review Letters.
Voir une version en ligne du document de recherche de Horowitz, «La tension de rupture de la croûte des étoiles à neutrons et des ondes gravitationnelles».
Source: EurekAlert
